package unionFind;

/**
 * @program: play-structure
 * @author: baichen
 * 第二版Union-Find, 使用一个数组构建一棵指向父节点的树
 * 将每一个元素，看做是一个节点，哪两个元素合并，即将其中一个元素指向另一个元素的根节点,以根节点为标准
 **/
public class UnionFindTwo implements UF {
    // parent[i]表示第一个元素所指向的父节点
    private int[] parent;

    public UnionFindTwo(int size) {
        parent = new int[size];
        // 初始化, 每一个id[i]指向自己, 没有合并的元素
        for (int i = 0; i < size; i++)
            parent[i] = i;
    }

    @Override
    public int getSize() {
        return parent.length;
    }

    // 查找过程, 查找元素p所对应的集合编号
    // O(h)复杂度, h为树的高度
    // 查询的过程不是一个顺次访问内存的过程，而是一个不断索引的过程，索引会慢一点
    private int find(int p) {
        if (p < 0 || p >= parent.length)
            throw new IllegalArgumentException("p is out of bound.");
        // 不断去查询自己的父亲节点, 直到到达根节点
        // 根节点的特点: parent[p] == p
        // 在开始的时候，p和parent[p]是相等的,后面开始合并之后就不同了，就要指向对应的父节点
        while (p != parent[p]) {
            p = parent[p];  //指向父节点
        }
        return p;
    }

    // 查看元素p和元素q是否所属一个集合
    // O(h)复杂度, h为树的高度
    @Override
    public boolean isConnected(int p, int q) {
        return find(p) == find(q);
    }

    // 合并元素p和元素q所属的集合
    // O(h)复杂度, h为树的高度
    @Override
    public void unionElements(int p, int q) {
        //p,q对应的根节点
        int pRoot = find(p);
        int qRoot = find(q);
        if( pRoot == qRoot )
            return;
        //p元素所在树的根节点指向q元素所在树的根节点
        //在数组层面来说就是讲pRoot这个索引对应的值修改为qRoot
        parent[pRoot] = qRoot;
    }
}
